Многогранники: призма (прямая, наклонная, правильная). Боковая и полная поверхность призмы
Определение призмы, основания, боковые ребра и грани. Прямая и правильная призма. Теоремы о боковой поверхности прямой и наклонной призмы. Полная поверхность.
1. Определение призмы:
Многогранник, две грани которого (основания) — равные n-угольники с соответственно параллельными сторонами, а остальные n граней (боковые грани) — параллелограммы.
2. Элементы призмы:
• Основания (A₁A₂...An и B₁B₂...Bn) — равные многоугольники в параллельных плоскостях;
• Боковые ребра (A₁B₁, A₂B₂...) — отрезки, соединяющие соответственные вершины; все боковые ребра равны и параллельны между собой;
• Высота (H) — перпендикулярное расстояние между плоскостями оснований;
• Диагональ призмы — отрезок, соединяющий две вершины, не принадлежащие одной грани.
3. Классификация:
• Наклонная призма: боковые ребра наклонены к основаниям (H < l);
• Прямая призма: боковые ребра перпендикулярны основаниям (H = l, грани — прямоугольники);
• Правильная призма: прямая призма, в основании которой лежит правильный многоугольник (правильный треугольник, квадрат, правильный шестиугольник).
Чертеж: Призма, основания, боковые ребра и высота
Ребра ⊥ основанию
Правильное основание
Теорема о боковой поверхности прямой призмы:
Площадь боковой поверхности прямой призмы равна произведению периметра основания на высоту (длину бокового ребра) призмы:
Sбок = Pосн * H.
Доказательство:
1. Боковые грани прямой призмы являются прямоугольниками с высотой H и основаниями a₁, a₂, ..., an (стороны основания);
2. Площадь каждой боковой грани: Si = ai * H;
3. Суммируя площади всех боковых граней:
Sбок = a₁H + a₂H + ... + anH = (a₁ + a₂ + ... + an) * H = Pосн * H. Теорема доказана.
Площадь полной поверхности призмы:
Sполн = Sбок + 2Sосн = Pосн * H + 2Sосн.
Развертка боковой поверхности
Два основания
Для наклонной призмы боковые грани являются наклонными параллелограммами.
Теорема о боковой поверхности наклонной призмы:
Площадь боковой поверхности наклонной призмы равна произведению периметра перпендикулярного сечения на длину бокового ребра:
Sбок = Pперп * l,
где перпендикулярное сечение — сечение плоскостью, перпендикулярной боковым ребрам призмы, а l — длина бокового ребра.
Схема расчета для правильной n-угольной призмы:
Расчет основания
Расчет боковой поверхности
Суммирование полной поверхности
Самая обидная ошибка на ЕНТ:
При вопросе «Найдите полную поверхность призмы» учащиеся находят Sбок + Sосн (забывая умножить площадь основания на 2!).
У пирамиды основание одно, а у призмы оснований ВСЕГДА ДВА (верхнее и нижнее):
Sполн = Sбок + 2 * Sосн!
Внимательно читайте вопрос: просят площадь боковой поверхности (Sбок) или полной (Sполн).
Ловушка ЕНТ: 2S_осн для призмы
Никогда не забывайте множитель 2 перед площадью основания при расчете полной поверхности призмы: Sполн = Sбок + 2Sосн!
